KR20050061846A - 차량의 네비게이션 시스템 및 그 동작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 네비게이션 시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 차량의 위치정보를 수신하는 GPS 수신부와, 차량이 주행하는 도로의 수평/수직 변화에 따라 서로 다른 크기의 전압을 생성 출력하는 3D 자이로 센서로 이루어지는 3D 센서부와, 상기 위치정보 및 감지전압을 기반으로 상기 차량의 위치를 연산하는 연산부와, 상기 연산부의 연산 결과에 따라 주행중인 도로상에 상기 차량이 표시되도록 상기 위치좌표를 산출하는 위치 검출부를 포함하여 구성됨으로써, 지면도로와 고가도로가 수평적으로 위치하는 장소에서도 차량이 어느 도로상에 주행중인지 위치좌표를 정확하게 산출할 수 있고 이를 화면에 출력함으로써 보다 정확한 차량의 위치정보를 운전자가 확인할 수 있을뿐만 아니라, 제품의 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.

Description

차량의 네비게이션 시스템 및 그 동작방법{Navigation system for vehicle and operation method for the same}

본 발명은 차량의 네비게이션 시스템에 관한 것으로서, 특히 차량이 주행하는 도로에 따른 차량의 수평/수직적 이동변이를 감지하는 3D 자이로 센서를 이용하여 주행중인 도로상에 차량 위치를 정확하게 맵 매칭하여 표시하는 차량의 네비게이션 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 네비게이션 시스템은 GPS(Global Positioning System) 위성으로부터 수신된 위도와 경도 및 고도에 관한 위치정보와, 차량에 구비된 자립형 센서의 출력 신호를 상호 비교 산출하여 차량의 현재 위치를 검출하고, 차량의 현재 위치, 진행 방향 및 각종 편의정보를 차량에 구비된 AV 시스템(Audio/Visual System)을 통해 운전자에게 제공하는 차량의 위성 항법 시스템이다.

이러한 차량의 네비게이션 시스템은 지도 데이터베이스를 저장하고 있는 소정의 메모리가 구비되어 있어 각종 주행 조건 및 도로 지도를 제공하며 이를 이용하여 각 도로에 대한 교통 규제 데이터 등을 설정하는 기능을 수행하게 된다.

종래의 기술에 따른 차량의 네비게이션 시스템은 도 1 에 도시된 바와 같이, 위성으로부터 차량의 위치정보를 수신하는 GPS 수신부(10)와, 상기 차량에 설치되어 차량의 주행 정보를 감지하는 센서부(20)와, 상기 위치정보 및 주행 정보를 통하여 상기 차량의 절대 위치정보 및 실제 주행 정보를 연산하는 연산부(30)와, 상기 연산부(30)의 연산 결과에 따라 지도상에 표시될 차량의 위치좌표를 산출하는 동시에 상기 산출된 위치좌표가 지도상의 주행 가능한 도로상에 표시되도록 맵 매칭(map matching)을 수행하는 위치 검출부(40)와, 상기 위치 검출부(40)의 맵 매칭에 의해 운전자가 차량의 위치를 확인할 수 있도록 상기 지도 및 위치좌표가 외부로 디스플레이되도록 하는 디스플레이부(50)를 포함하여 구성된다.

또한, 도로 지도 및 다양한 교통 정보가 저장되는 메모리부(60)를 더 포함하여 구성되며, 상기 위치 검출부(50)는 상기 메모리부(60)에 저장된 지도를 바탕으로 하여 맵 매칭을 수행하게 된다.

여기서, 상기 센서부(20)는 지면상태에 따른 차량의 수평적 이동변이만을 감지할 수 있는 2D 자이로 센서가 사용되므로 주행중인 도로가 지면도로인 경우에 한해 차량의 정확한 위치좌표 산출이 가능하게 된다.

그러나, 차량이 현재 지면도로와 고가도로가 평행하여 위치하는 장소(예: 잠수교와 반포대교)에서 고가도로를 진입한다 할지라도, 종래의 2D 자이로 센서를 통한 현재 차량의 위치좌표는 수평변이만을 고려하게 산출됨에 따라, 지면도로상에 있는지 또는 고가도로상에 있는지를 정확하게 표시하지 못하는 문제점이 있었다. 이로써, 운전자가 차량 주행시 혼란을 느끼게 되고 이로 인해 차량 사고의 발생이 증가될 수 있어 위험하였다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 각 도로에 고유 ID를 부여하는 동시에 도로의 수평/수직 변화를 감지할 수 있는 3D자이로 센서를 사용하여 지면도로와 고가도로가 평행하여 위치하는 경우에도 주행차량이 어느 도로상에 있는지 정확한 지도 표시가 가능하도록 하여, 운전자의 차량 주행시 편의성을 향상시킬 수 있고, 그에 따라 차량 사고의 발생 위험성을 사전에 해소할 수 있는 차량의 네비게이션 시스템 및 그 동작 방법을 제공하는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량의 네비게이션 시스템은 위성으로부터 차량의 위치정보를 수신하는 GPS 수신부와, 차량에 설치되어 차량이 지면도로 또는 고가도로에 진입함에 따른 수평/수직적 이동변이를 감지하여 감지신호를 생성 출력하는 센서부와, 상기 위치정보 및 감지신호를 통하여 상기 차량의 절대 위치정보 및 실제 주행정보를 연산하는 연산부와, 상기 연산부의 연산 결과에 따라 상기 차량의 위치좌표 및 실제 주행하는 도로를 결정하고, 상기 주행가능한 도로와 상기 차량 위치좌표를 맵 매칭하여 지도상에 표시되도록 하는 위치 검출부를 포함하여 구성되는 것을 제 1 특징으로 하고,

차량이 지면도로 또는 고가도로에 진입함에 따른 수평/수직적 이동변이를 3D 자이로 센서를 이용하여 감지하고, 감지신호를 출력하는 제 1 단계와, 상기 제 1 단계에서 출력된 감지신호와 위성으로부터 수신되는 차량의 위치정보에 따라 주행중인 차량의 위치좌표를 산출하는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계에서 산출된 차량의 위치좌표를 주행중인 도로정보와 맵 매칭하여 지도상에 표시하는 제 3 단계를 포함하여 동작되는 것을 제 2 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 차량의 네비게이션 시스템은 도 2 에 도시된 바와 같이 기본적으로 위성으로부터 현재 주행중인 차량의 위치정보를 수신하는 GPS 수신부(100)를 포함하여 구성된다. 또한, 본 발명에서는 차량이 주행하는 또는 진입하는 도로에 따른 수평/수직적 이동변이를 감지하고, 감지신호를 생성 출력하는 3D 센서부(200)를 포함하는데, 이를 이용하여 지면도로와 고가도로가 평행하게 위치하는 경우에도 어떠한 도로상에 차량이 진입하였는지, 주행중인 차량위치의 정확한 좌표측정이 가능하게 된다.

여기서, 상기 3D 센서부(200)는 상기 차량이 주행하는 도로의 수평/수직상태에 따라 이동변이를 감지하고, 이동변이에 비례하는 상이한 전압을 출력하는 3D 자이로 센서로 구성되고, 상기 3D 센서부(200)에서 출력되는 전압의 크기에 따라 후술하는 연산부(300)에서 상기 차량의 수평/수직 회전 각도를 연산하게 된다.

상기 연산부(300)는 상기 GPS 수신부(100)에서 수신된 위치정보와 상기 3D 센서부(200)에서 출력된 감지신호에 따라 상기 차량의 절대 위치정보 및 실제 주행정보를 연산한다.

위치 검출부(400)는 상기 연산부(300)의 연산 결과에 따라 상기 차량의 위치좌표를 산출하고, 상기 산출된 차량의 위치좌표가 현재 주행중인 도로상에 맵 매칭되어 지도에 표시될 수 있도록 한다. 이로써 상기 위치 검출부(400)에 의해 실제 주행중인 도로상에 차량이 이동하는 것으로 지도상에 표시되며, 이는 네비게이션 시스템의 디스플레이부(500)를 통해 외부 출력된다.

또한, 다수개의 도로에 따른 도로 정보와 그에 따른 다양한 교통 정보( 차선, 도로폭, 중량제한, U턴 가능위치)가 저장되고, 상기 다수개의 도로 각각에 따라 부여된 고유 ID가 저장되는 메모리부(600)를 더 포함하여 구성된다. 이때, 상기 고유 ID는 각 도로에 따라 부여된 것으로써, 상기 차량의 위치좌표를 산출할 경우 상기 도로가 지면도로인지 고가도로인지를 판별할 수 있게 한다.

즉, 상기 위치 검출부(400)에서 상기 차량의 위치좌표를 지도상의 도로에 표시되도록 할 때 지면도로와, 상기 지면도로상에 수평적으로 위치하는 고가도로가 있을 경우, 상기 고유 ID를 통하여 지면도로 또는 고가도로 중 현재 주행중인 도로를 선택하고, 상기 메모리부(600)에 저장된 도로정보를 기반으로 현재 주행중인 도로상에 차량의 위치가 맵 매칭되어 표시되도록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량의 네비게이션 시스템의 동작 방법을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 차량의 네비게이션 시스템의 동작방법은 도 3 에 도시된 바와 같이, 먼저 상기 GPS 수신부(100)에서 차량의 위치정보를 수신하는 동시에 상기 3D 센서부(200)에서 상기 차량이 진입하는 지면도로 또는 고가도로에 따라 차량의 수평/수직적 이동변이를 감지하고, 감지신호를 생성출력한다. (S1 및 S2 참조)

이때, 상기 3D 센서부(200)는 3D 자이로 센서를 통해 지면도로와 고가도로가 평행하게 존재하는 지역에 있어서, 차량의 주행하는 도로에 따른 차량의 수평/수직적 이동변이를 감지하며, 이동변이에 비례하는 출력전압을 출력한다. 3D 자이로센서가 출력하는 전압값은 제조회사마다 상이하며, 전압값에 상응하는 이동각도에 따라 차량의 위치를 지도상에 표시할 수 있게 된다.

상기 GPS 위성에 의한 위치정보와 3D 자이로센서에 의한 감지신호가 상기 연산부(300)로 전달되고, 상기 연산부(300)에서는 주행하는 차량의 위치정보와 상기 감지신호를 통하여 차량의 절대 위치정보와 실제 주행정보를 연산하게 된다.(S3 참조)

상기 연산부(300)의 연산결과는 상기 위치 검출부(400)로 전달되고, 상기 위치 검출부(400)에서는 상기 전달된 연산결과에 따라 상기 차량의 위치좌표를 산출하게 된다.(S4 및 S5 참조)

메모리에 저장된 다수개의 지면도로 또는 고가도로에 관한 도로정보 및 각 도로마다 고유하게 할당된 ID가 저장내역을 참조하여, 산출된 차량의 위치좌표에 따른 현재 주행중인 도로의 ID가 선택되고, 선택된 고유 ID를 가지는 도로상에 상기 차량의 위치좌표가 맵 매칭되어 지도상에 표시된다. (S6 참조)

이상과 같이 본 발명에 의한 차량의 네비게이션 시스템 및 그 동작방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 응용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량의 네비게이션 시스템 및 그 동작방법은 지면도로와 고가도로가 평행하게 위치하는 장소에서도 주행차량이 진입하는 바에 따라, 지면도로 또는 고가도로의 지도상에 상기 주행차량의 위치가 맵 매칭되어 표시될 수 있도록 하는 함으로써, 네비게이션 시스템 사용자가 주행 차량의 위치를 보다 정확하게 확인할 수 있어 제품 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.

도 1 은 종래의 기술에 따른 차량의 네비게이션 시스템이 도시된 도면,

도 2 은 본 발명에 따른 차량의 네비게이션 시스템이 도시된 도면,

도 3 는 본 발명에 따른 차량의 네비에이션 시스템의 동작방법이 도시된 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100: GPS 수신부 200: 3D 센서부

300: 연산부 400: 위치 검출부

500: 디스플레이부 600: 메모리부

Claims (6)

1. 위성으로부터 차량의 위치정보를 수신하는 GPS 수신부와; 차량에 설치되어 차량이 지면도로 또는 고가도로에 진입함에 따른 수평/수직적 이동변이를 감지하여 감지신호를 생성 출력하는 센서부와; 상기 위치정보 및 감지신호를 통하여 상기 차량의 절대 위치정보 및 실제 주행정보를 연산하는 연산부와; 상기 연산부의 연산 결과에 따라 상기 차량의 위치좌표 및 실제 주행하는 도로를 결정하고, 상기 주행가능한 도로와 상기 차량 위치좌표를 맵 매칭하여 지도상에 표시되도록 하는 위치 검출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 네비게이션 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 차량의 네비게이션 시스템은 다수개의 지면도로 또는 고가도로에 관한 도로정보 및 각 도로마다 할당된 고유 ID가 저장되는 메모리부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 네비게이션 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 도로정보는 각 지면도로 또는 고가도로마다의 차선, 도로폭, 중량제한, U턴가능위치 등을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 네비게이션 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 센서부는 상기 차량이 주행하는 도로에 따른 수평/수직적 이동변이를 감지하고, 그 감지 결과에 따라 다른 크기의 전압이 생성 출력되는 3D 자이로 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 네비게이션 시스템.
5. 차량이 지면도로 또는 고가도로에 진입함에 따른 수평/수직적 이동변이를 3D 자이로 센서를 이용하여 감지하고, 감지신호를 출력하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계에서 출력된 감지신호와 위성으로부터 수신되는 차량의 위치정보에 따라 주행중인 차량의 위치좌표를 산출하는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계에서 산출된 차량의 위치좌표를 주행중인 도로정보와 맵 매칭하여 지도상에 표시하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 네비게이션 시스템 동작 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제 3 단계는 다수개의 지면도로 또는 고가도로에 관한 도로정보 및 각 도로마다 고유하게 할당된 ID가 저장되는 메모리가 구비되는 제 1 과정과; 산출된 차량의 위치좌표에 따라 현재 주행중인 도로의 ID가 선택되는 제 2 과정과; 상기 제 2 과정에서 선택된 고유 ID를 가지는 도로상에 상기 차량의 위치좌표가 맵 매칭되어 지도상에 표시되는 제 3 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 네비게이션 시스템 동작 방법.